塔吊基础设计.docx
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塔吊基础设计
塔吊基础设计
塔吊基础设计(四桩)计算书
工程名称:
编制单位:
1.计算参数
(1)基本参数
采用1台QTZ100(6013)塔式起重机,塔身尺寸1.70m,地下室开挖深度为-2.00m;现场地面标高0.00m,承台面标高-0.50m;采用预应力管桩基础,地下水位-3.00m。
1)塔吊基础受力情况
荷载工况
基础荷载
P(kN)
M(kN.m)
Fk
Fh
M
MZ
工作状态
950.00
30.00
1600.00
340.00
非工作状态
850.00
70.00
1800.00
0
比较桩基础塔吊的工作状态和非工作状态的受力情况,塔吊基础按非工作状态计算如图
Fk=850.00kN,Fh=70.00kN
M=1800.00+70.00×1.40=1898.00kN.m
Fk,=850.00×1.35=1147.50kN,Fh,=70.00×1.35=94.50kN
Mk=(1800.00+70.00×1.40)×1.35=2562.30kN.m
2)桩顶以下岩土力学资料
序号
地层名称
厚度L
(m)
极限侧阻力标
准值qsik(kPa)
极限端阻力标准值qpk(kPa)
qsik
i
(kN/m)
抗拔系数λi
λiqsik
i
(kN/m)
1
砂质粘土
3.00
35.00
1.00
105.00
0.70
73.50
qsik
i=3.14×0.40×1145.00=1438.12kN
Qpk=qpk(Aj+λpApl)=4500.00×(0.09+0.40×0.03)=459.00kN,Quk=Qsk+Qpk=1438.12+459.00=1897.12kN
Ra=1/KQuk=1/2×1897.12=948.56kN
(2)桩基竖向承载力计算
1)轴心竖向力作用下
Nk=446.88kN<Ra=948.56kN,竖向承载力满足要求。
2)偏心竖向力作用下
Nkmax=1005.12kN<Ra=1.2×948.56=1138.27kN,竖向承载力满足要求。
4.桩基水平承载力验算
(1)单桩水平承载力特征值计算
I=π(d4-d14)/64=3.14×(0.404-0.204)/64=0.0012m4
EI=EcI=3.80×107×0.0012=45600kN.m2
查表得:
m=6.00×103kN/m4,Xoa=0.010m
bo=0.9(1.5d+0.5)=0.99m=990mm
α=(mbo/ECI)0.2=(6.00×1000×0.99/45600)0.2=0.67
αL=0.67×13.00=8.71>4,按αL=4,查表得:
υx=2.441
RHa=0.75×(α3EI/υx)χoa=0.75×(0.673×45600/2.441)×0.01=42.14kN
(2)桩基水平承载力计算
Hik=17.50kN<Rha=42.14kN,水平承载力满足要求。
5.抗拔桩基承载力验算
(1)抗拔极限承载力标准值计算
Tgk=1/nu1ΣλiqsikLi=1/4×(1.20×2+0.40)×4×801.50=2244.20kN
Tuk=ΣλiqsikuiLi=801.50×3.14×0.40=1006.68kN
(2)抗拔承载力计算
Ggp=Ggp1+Ggp2=5.00×5.00×1.00×18.80/4+5.00×5.00×11.90×(18.80-10)/4=772.00kN
Gp=Gp1+Gp2=0.09×1.10×25+0.09×11.90×(25-10)=18.54kN
Tgk/2+Ggp=2244.20/2+772.00=1894.10kN>Nkmin=111.37kN,基桩呈整体性破坏的抗拔承载力满足要求。
Tuk/2+Gp=1006.68/2+18.54=521.88kN>Nkmin=111.37kN,基桩呈非整体性破坏的抗拔承载力满足要求。
6.抗倾覆验算
a1=5.00/2=2.50m,bi=5.00/2+1.20=3.70m
倾覆力矩M倾=M+Fhh=1800+70.00×(2.000.50)=1905.00kN.m
抗倾覆力矩M抗=(Fk+Gk)ai+2(Tuk/2+Gp)bi
=(850.00+937.50)×2.50+2×(1006.68/2+18.54)×3.70=8330.66kN.m
M抗/M倾=8330.66/1905.00=4.37
抗倾覆验算4.37>1.6,满足要求。
7.桩身承载力验算
(1)正截面受压承载力计算
按照Mx作用在对角线进行计算,Mx=Mk=2562.30kN.m,yi=1.20×20.5=1.70m
Nk=(Fk‘+1.2Gk)/n±Mxyi/Σyi2=(1147.50+1.2×937.50)/4±(2562.30×1.70)/(2×1.702)
=568.13±753.62
Nkmax=1321.75kN,Nkmin=-185.50kN
Ψc=0.85,ΨcfcAj=0.85×35.90×1000×0.09=2746.35kN
正截面受压承载力=2746.35kN>Nkmax=1321.75kN,满足要求。
(2)预制桩插筋受拉承载力验算
插筋采用HRB335,fy=300.00N/mm2,取620,As=6×314=1884mm2
fyAs=300×1884=565200N=565.20kN
fyAs=565.20kN>Nkmin=185.50kN,正截面受拉承载力满足要求。
M倾/(4x1As)=1905.00×1000/(4×1.20×1884)=210.66N/mm2
M倾/(4x1As)=210.66N/mm2<300.00N/mm2,满足要求。
(3)承台受冲切承载力验算
1)塔身边冲切承载力计算
Fι=F-1.2ΣQik=Fk,=1147.50kN,ho=1.50-0.10=1.40m=1400mm
βhp=1.0+[(2000-1500)/(2000-800)]×(0.9-1.0)=0.96
а0=1.20-0.40/2-1.70/2=0.15m,λ=а0/ho=0.15/1.40=0.11,λ<0.25,λ=0.25
β0=0.84/(λ+0.2)=0.84/(0.25+0.2)=1.87
um=4×(1.70+1.40)=12.40m
βhpβ0umftho=0.96×1.87×12.40×1.57×1000×1.40=48928.54kN
承台受冲切承载力=48928.54kN>Fι=1147.50kN,满足要求。
2)角桩向上冲切力承载力计算
N1=Nk,=Fk,/n+Mxyi/Σyi2=1147.50/4+2562.30×1.70/(2×1.702)=1040.49kN
λ1x=λ1y=а0/ho=0.15/1.40=0.11,λ<0.25,λ=0.25,c1=c2=1.30+0.20=1.50m
V=2Nk,=2×1040.49=2080.99kN
β1x=β1y=0.56/(λ1x+0.2)=0.56/(0.25+0.2)=1.24
[β1x(c2+а1y/2)+β1y(c1+а1x/2)]βhpftho
=1.24×(1.50+0.15/2)×2×0.96×1.57×1000×1.40=8241.97kN
角桩向上冲切承载力=8242.0kN>V=2080.99kN,满足要求。
3)承台受剪切承载力验算
Nk,=Fk,/n+Mxyi/Σyi2=1147.50/4+2562.30×1.70/(2×1.702)=1040.49kN
V=2Nk,=2×1040.49=2080.98kN
βhs=(800/ho)1/4=(800/1400)0.25=0.87,λ=а0/ho=0.15/1.40=0.11,λ<0.25,λ=0.25
α=1.75/(λ+1)=1.75/(0.25+1)=1.40,b0=5.00m=5000mm
βhsαftb0ho=0.87×1.40×1.57×1000×5.00×1.40=13385.82kN
承台受剪切承载力=13385.82kN>V=2080.98kN,满足要求。
(4)承台抗弯验算
1)承台弯矩计算
Ni=Fk,/n+Mxyi/Σyi2=1147.50/4+2562.30×1.70/(2×1.702)=1040.49kN,Xi=1.20m
M=ΣNiXi=2×1040.49×1.20=2497.18kN.m
2)承台配筋计算
承台采用HRB335,fy=300.00N/mm2
As=M/0.9fyho=2497.18×106/(0.9×300×1400)=6606mm2
取2525@197mm(钢筋间距满足要求),As=25×491=12275mm2
承台配筋面积12275mm2>7000mm2,满足要求。
8.计算结果
(1)基础桩
4根φ400预应力管桩,桩顶标高-1.90m,桩长13.00m;桩混凝土等级C80,壁厚100mm,桩顶插筋620。
(2)承台
长(a)=5.00m,宽(b)=5.00m,高(h)=1.50m,桩中心与承台中心1.20m,承台面标高-0.50m;混凝土等级C35,承台底钢筋采用双向2525@197mm。
(3)基础大样图
塔吊基础平面图
塔吊基础剖面图